阻尼间隔棒线夹橡胶垫在输电线路中的应用

引言

新中国成立以来,我国陆续建成了以1000kV特高压网络为主的网架,包含500kV、220kV、110kV及以下各级的全方面、多层次的电网系统。常规高压输电线路中,多分裂导线因其独特的集肤效应,减少了电晕放电,降低了有功损耗,被广泛运用于长距离输电线路上。线路上间隔棒将多分裂导线隔开,防止其互相鞭击并获得稳定的电气性能。实际运行过程中,微风会引起导线振动,强风则可能诱发次档距振荡,长此以往,紧固件会松动,从而间接磨损导线,甚者会直接导致导线疲劳、损伤、断裂,导线从间隔棒握爪中滑出、脱落等情况时有发生。因此,为了提高输电线路的安全、稳定性,研究间隔棒的使用性能尤为必要。

间隔棒根据使用性能可分为:阻尼间隔棒、柔性间隔棒、刚性间隔棒。建国初期,受前苏联影响,我国大部分使用的是刚性间隔棒。此种刚性间隔棒设计简单、造价低廉,但因自身设计缘故,其抑制次档距振荡和微风振动的效果不好,特别是在长时间运行后,极有可能发生导线脱落、间隔棒滑移等情况:日本更倾向于使用柔性的弹簧间隔棒,此种间隔棒最为显著的优点是其弹簧能暂时储存振动能量,并缓慢释放,避免了线夹附近导线的硬弯曲,有效降低了导线损伤,特别是在沿海地区,其优势尤为突出。目前,包括我国及欧美在内的世界上大多国家和地区更倾向于使用阻尼间隔棒,此种间隔棒充分利用高聚物橡胶,在削弱振动能量、抑制微风振动和次档距振荡效应的同时,还能保护导线本体,并长时间保持足够的握力及扭握力矩,保障多分裂导线的持续、安全、稳定运行。

1阻尼间隔棒线夹橡胶垫

阻尼间隔棒的主要机械性能是依靠配套橡胶件的黏弹性实现的。橡胶件的质量好坏直接影响阻尼间隔棒的使用寿命和性能,因此对配套橡胶件的各项主要指标、性能进行深入研究十分必要。

阻尼间隔棒线夹橡胶垫在输电线路日常运行过程中要求握紧导线,并与导线相对静止,不能发生转动或位移,靠的便是橡胶的静态黏弹力。由于橡胶在静态力场中的黏弹行为保有力学松弛特性,包括应力松弛和蠕变现象,所以线夹必须要有一定的初始扭握力且松弛速度要尽量慢,在长期运行后,除去橡胶的蠕变应力松弛）和导线蠕变,残余扭握力依然能够握紧导线,当线夹不能握紧导线时,阻尼间隔棒的线夹橡胶垫使用寿命就到期了。

2实际应用案例

2018年,某电力员工在日常巡视中发现500kV某线67号塔A相上相）大号侧跳线串悬垂线夹松动,造成一根子导线脱落,中相横担距离减小:同时该相跳线的另一根子导线从大号侧第一个跳线间隔棒线夹中脱出,如图1所示。

图1现场情况图示

综合分析:1）该段线路全线104基杆塔,半数以上杆塔处于沿海地区,常年风力较大:2）67#塔为转角塔转角度数63938'33"）,转角外侧跳线水平分力较大,容易出现跳线悬垂线夹或跳线间隔棒握爪松脱现象:3）该线路投运已18年,间隔棒线夹和跳线串悬垂线夹均没有橡胶内衬垫,线夹紧固跳线前采用铝包带包裹保护,该种情况下极易造成螺栓紧固不足,铝包带松动滑出,继而线夹松动、子导线脱落。此次事件中涉及的跳线串悬垂线夹型号为xT4-500/630,握爪为两瓣式,采用螺栓紧固夹紧导线,实际运行过程中容易出现松动。反观现有阻尼间隔棒等阻尼型握爪类金具均有橡胶内衬,采取半包围设计,便于紧固,在使用专用工具夹紧后,用销钉锁死,配合橡胶件突出的黏弹缓冲效果,极大地消除了运行过程中微风振动、次档距振荡所带来的负面影响,导线保护效果更佳。在此事件后,运维单位综合考虑,全线更换为阻尼间隔棒和阻尼型悬垂线夹,截至目前运行状况良好,未再发生导线鞭击、脱落等情况。xT4型跳线串悬垂线夹握爪的新旧对比如图2所示。

图2XT4型跳线串悬垂线夹握爪的新旧对比

3结语

阻尼间隔棒相较于传统的刚性间隔棒优势明显,配套橡胶件的产品质量决定了间隔棒的阻尼性能和使用寿命。阻尼间隔棒在我国投运已经多年时间,但目前电力行业对阻尼间隔棒线夹橡胶垫的力学使用性能检测缺少检验标准、规则,相应的技术规范书中对配套橡胶件的技术要求过于笼统。因此,某些供货商在提供产品时喜欢打"擦边球""以次充好",致使阻尼间隔棒达不到既定效果,整体性能得不到保证。如何保证配套橡胶件性能,要从生产源头抓起,只有使用合格、标准的原材料,并按照行业统一标准进行检测、验收,才能保证橡胶件产品质量,确保阻尼间隔棒的各项性能达标。只有这样,阻尼型间隔棒等一系列衍生出来的阻尼型握爪金具,才能发挥其应有作用,助力国家电力事业蓬勃、健康发展。